CN115364282A - 双功能血管支架及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双功能血管支架及其制备方法，该双功能血管支架包括血管支架本体，血管支架本体的内壁设置有含有邻酚羟基的粘附层，粘附层接枝有含有伯氨基的铜螯合物，血管支架的外壁设置有载药缓释涂层，载药缓释涂层装载有缓释药物。该血管支架的粘附层以表面酚羟基和醌基为反应位点，基于席夫碱反应和迈克尔加成，实现接枝有伯胺基的Cu螯合物的原位再交联以稳定催化释放NO；支架外壁通过构建药物缓释涂层以装载与NO具有互补功能的缓释药物(例如生物免疫抑制剂)，通过血管支架本体的内外表面协同配合，实现稳定释放NO和药物，创新性地发挥双面改性涂层协同抗凝、抗炎、促进病变血管组织再生修复的功能。
Description
技术领域
本发明涉及血管介入治疗器械技术领域，具体而言，涉及一种双功能血管支架及其制备方法。
背景技术
截至目前，心血管相关疾病依然是导致人类死亡的最主要因素，而血管支架介入治疗是目前临床上心血管疾病的三大主要治疗手段之一，可有效降低其导致的死亡率，挽救了众多患者的生命。
然而随着临床上裸金属支架(BMS)的大量应用，其缺陷也逐渐突显出来：20-30％的患者在植入3-6个月内发生支架内再狭窄(ISR)，且伴随着支架内晚期血栓(LST)、极晚期血栓(VLST)和支架内新生动脉粥样硬化(ISNA)等诸多并发症。随后在BMS的基础上开发了药物洗脱支架(DES)，其通过释放药物短期内成功将ISR发生率降低至10％以下，但是长期的治疗效果仍不理想，因此如何降低上述并发症的发病率依然是新型血管支架需要解决的关键科学难题。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双功能血管支架及其制备方法，以改善上述技术问题。
本发明是这样实现的：
第一方面，本发明提供了一种双功能血管支架，其包括血管支架本体，血管支架本体的内壁设置有含有邻酚羟基的粘附层，粘附层接枝有含有伯氨基的铜螯合物，血管支架的外壁设置有载药缓释涂层，载药缓释涂层装载有缓释药物。
第二方面，本发明还提供了上述双功能血管支架的制备方法，其包括：先在血管支架本体的内壁形成粘附层，并接枝含有伯氨基的铜螯合物，然后在血管支架本体的外壁形成载药缓释涂层；
或，先在血管支架本体的外壁形成所述载药缓释涂层，然后在血管支架本体的内壁形成粘附层，并接枝含有伯氨基的铜螯合物。
本发明具有以下有益效果：基于血管支架内壁主要作用对象是血液及从血管迁移来的细胞等，而血管支架外壁则是直接作用于病灶血管组织，内外壁所作用的对象以及所处的生理微环境是具有明显“空间”差异性的。针对以上差异性，一方面，通过在血管支架本体的内壁通过粘附层接枝含有伯氨基的铜螯合物，铜螯合物中的铜离子在有还原剂GSH(glutathione，谷胱甘肽)存在的情况下，具有与谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)相似的性能；GPx能够催化人体中的内源性NO供体(亚硝基硫醇)，使内源性NO供体能长期稳定释放NO，避免了前期NO释放过快对细胞造成毒害及后期NO释放不足造成的功能缺失的问题。并且血管支架本体内壁的粘附层有邻酚羟基，借助其在弱碱性条件下遇氧发生自聚合反应的特点(通过配位、氢键、电荷转移、π-π堆积等结合作用)实现在几乎所有表面的有效黏附。随后在碱性条件下利用黏附层解离暴露出的酚羟基以及转化得到的醌基与接枝有伯胺基的铜螯合物进行席夫碱反应和迈克尔加成，实现具有稳定NO催化释放功能的铜螯合物原位再交联。另一方面，在血管支架本体的外壁喷涂载药缓释涂层，能为细胞组织恢复提供良好的微环境，促进血管的再生修复；在载药缓释涂层内部装载药物，可以根据治疗需求选择不同功能的药物，以与NO功能互补，实现抗凝、抗炎、抗增殖或促进原位内皮化的多功能材料表面的构建等。因此，通过合理利用血管支架的内外表面，对支架内、外壁进行针对性设计，在病理环境下发挥出更高效的协同治疗效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为为本申请中实施例1血管支架内外壁涂层的红外光谱图；
图2为本申请实施例1中的血管支架内外壁的mapping结果图；
图3为本申请实施例1中的血管支架内外壁的CLSM结果图；
图4为本申请中实施例1和对比例2、3的内皮细胞活性结果图；
图5为本申请中实施例1和对比例2、3的平滑肌细胞活性结果图；
图6为本申请中实施例1和对比例2、3的巨噬细胞活性及ELISA结果图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明提供的一种双功能血管支架及其制备方法进行具体说明。
针对现有的血管支架进行分析，发明人发现，血管支架在实际临床应用中，支架内壁主要作用对象是血液及从血管迁移来的细胞等，而支架外壁则是直接作用于病灶血管组织，内外壁所作用的对象以及所处的生理微环境是具有明显“空间”差异性的。因此，理想的血管支架需要合理利用支架表面，对支架内、外壁进行针对性设计，在病理环境下发挥出更高效的协同治疗效果。因此，提出了以下技术方案。
本发明的一些实施方式提供了一种双功能血管支架，其包括血管支架本体，血管支架本体的内壁设置有含有邻酚羟基的粘附层，粘附层接枝有含有伯氨基的铜螯合物，血管支架的外壁设置有载药缓释涂层，载药缓释涂层装载有缓释药物。
一氧化氮(NO)是心血管系统中的关键信号分子，主要由血管ECs中的eNOS催化L-精氨酸产生，在维持血管稳态中扮演重要角色。除了最早发现的血管舒张功能外，NO的其它许多重要的生理学功能也陆续被发现，包括抑制血小板激活与聚集、抑制白细胞-内皮细胞粘附、抑制SMCs增殖与迁移、维持血管内皮屏障功能等。因此，针对血管支架的内壁的微环境，通过在血管支架本体的内壁设置粘附层并接枝含有伯氨基的铜螯合物，铜螯合物中的铜离子在有还原剂GSH(glutathione，谷胱甘肽)存在的情况下，具有与谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)相似的性能；GPx能够催化人体中的内源性NO供体(亚硝基硫醇)，使内源性NO供体能长期稳定释放NO，避免了前期NO释放过快对细胞造成毒害及后期NO释放不足造成的功能缺失的问题。并且血管支架本体内壁的粘附层有邻酚羟基，借助其在弱碱性条件下遇氧发生自聚合反应的特点(通过配位、氢键、电荷转移、π-π堆积等结合作用)实现在几乎所有表面的有效黏附。随后在碱性条件下利用黏附层解离暴露出的酚羟基以及转化得到的醌基与接枝有伯胺基的铜螯合物进行席夫碱反应和迈克尔加成，实现具有稳定NO催化释放功能的铜螯合物原位再交联，从而实现长效、稳定、持续释放NO，改善病理微环境。
而针对血管支架外壁所接触的微环境，在血管支架本体的外壁喷涂载药缓释涂层，能为细胞组织恢复提供良好的微环境，促进血管的再生修复；在载药缓释涂层内部装载药物，可以根据治疗需求选择不同功能的药物，以与NO功能互补，实现抗凝、抗炎、抗增殖或促进原位内皮化的多功能材料表面的构建等。
因此，通过血管支架本体的内外表面协同配合，实现稳定释放NO和药物，创新性地发挥双面改性涂层协同抗凝、抗炎、促进病变血管组织再生修复的功能。
具体地，一些实施方式中，上述铜螯合物的配体具有大环多胺的结构，且具有含氮杂环和多个羧基；大环多胺的结构形成的空腔大小与铜离子十分契合，同时其杂环上的氮原子也容易与铜离子形成配位键，生成具有热力学稳定的配合物，同时这些大环多胺的分子上具有的多个具有反应活性的羧基官能团能够使其更容易且稳定地固定在富胺基的粘附层表面。进一步地，接枝有伯胺基的铜螯合物的配体包括但不限于1,4,7-三氮杂环壬烷羧酸或其衍生物，1,4,7,10-四氮杂环十二烷羧酸或其衍生物，1,4,8,11-四氮杂环十四烷羧酸或其衍生物中的至少一种，例如，配体可以是1,4,7-三氮杂环壬烷-1,4,7-三乙酸、1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸(1,4,7,10-Tetraazacyclododecane-N,N',N”,N”'-tetraaceticacid，DOTA)、1,4,8,11-四氮杂环十四烷-1,4,8,11-四乙酸等。
作为示例性地，一些实施方式中，Cu螯合物的配体为DOTA，与铜离子形成Cu-DOTA(即铜螯合物的一种)。含有伯胺基的铜螯合物主要由以下步骤制备得到：在铜螯合物的溶液中加入伯胺基化合物进行反应透析，反应温度1～60℃。其中，伯氨基化合物包括但不限于聚烯丙胺(Poly(allylamine),PAA)、聚乙烯胺、多聚赖氨酸、聚乙二醇双(胺)、聚醚胺、聚酰胺、三聚氰胺、聚N-异丙基丙烯酰胺、壳聚糖等。作为示例性地，一些实施方式中，伯氨基化合物为PAA，基于碳二亚胺化学交联反应形成具有二次可接枝性的Cu-DOTA/PAA。
进一步地，一些实施方式中，粘附层由以下化合物中的至少一种形成：邻苯二酚及其衍生物、焦棓酸、表儿茶素、表儿茶素没食子酸酯、表没食子儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯、多巴胺、去甲肾上腺素、左旋多巴、右旋多巴、没食子酸及其衍生物、单宁酸、3,4二羟基苯基丙酸、3,4,5-三羟基苯甲酸、3,4-二羟基苯丙氨酸及其衍生物、2,3-二羟基苯丙氨酸及其衍生物、4,5-二羟基苯丙氨酸及其衍生物、二羟基肉桂酸酯类化合物、邻羟基苯甲酸酯类化合物、黄酮类化合物、羟基茋类化合物、邻多羟基香豆素类化合物、邻多羟基异香豆素类化合物、邻多羟基香豆酮类化合物或邻多羟基异香豆酮类化合物。
示例性地，当铜螯合物Cu-DOTA以及与其结合的伯胺化合物选择PAA时，粘附层中的邻酚羟基特有的黏附性组装到粘附层的表面，能借助席夫碱反应和迈克尔加成进一步固定Cu-DOTA/PAA，使得铜螯合物更稳固地枝接在粘附层的表面。另外，邻酚羟基在弱碱的条件下，能发生自聚合反应生成低聚物，部分低聚物进一步交联生成具有交联结构的高聚物，然后与分子结构中含有两个或两个以上氨基的化合物反应，向表面引入大量氨基基团便于二次接枝。此外，粘附层中的各个基团还能通过分子间相互作用和氢键作用等物理作用提升粘附层的结合能力。
进一步地，一些实施方式中，粘附层的厚度通常在通常在为5～25nm，接枝在粘附层的表面的Cu螯合物的厚度为5nm～100nm，优选40nm～80nm。这样的粘附层厚度合适且均匀，具有良好的二次可接枝性，其适用性强，相比于传统的诸如肝素、比伐卢定之类的抗凝分子，受分子尺寸、活性以及构像的影响较小，也不容易在服役的过程当中失活或者是大量丢失，能够催化人体长效、稳定地释放NO，NO又能够调控三磷酸鸟苷(GTP)水解为环磷酸鸟苷(cGMP)，从而抑制血小板的激活与粘附，促进血管的修复。具体地，粘附层的厚度可以是5nm～25nm，例如，粘附层的厚度可以是5nm、10nm、15nm、17nm、18nm、20nm、22nm或25nm等；Cu-DOTA/PAA的厚度尽量保持在60nm～100nm的范围内，例如，可以是60nm、65nm、70nm、80nm或90nm等。
承上述，一些实施方式中，缓释药物包括但不限于免疫抑制剂。该免疫抑制剂包括但不限于糖皮质激素类、微生物代谢产物、多克隆或单克隆抗淋巴细胞抗体、抗代谢物和烷化剂中的至少一种。例如，免疫抑制剂包括但不限于西立伐他汀、洛伐他汀、辛伐他汀、普伐他汀、氟伐他汀、阿托伐他汀、瑞舒伐他汀、匹伐他汀、氨氯地平阿托伐他汀及其钙盐或钠盐药物、雷帕霉素、依维莫司、Biolimus A9、Zotarolimus、他克莫司、吡美莫司、紫杉醇、雌二醇、西洛他唑、噻氯吡啶、雷公藤内酯或地塞米松、非诺贝特、CD34、DAPT和CD40-TRAF6阻断剂中的至少一种。
示例性地，当缓释药物选择N-[N-(3,5-双氟酚内氨酰)]-S-苯氨基乙酸t-丁基酯(DAPT)时，由于DAPT是Notch信号通路的有效抑制剂，因此通过Notch信号通路调控炎症相关的细胞因子分泌以及单核/巨噬细胞表型分化，从而起到调控炎症的作用，尤其是促进M2型巨噬细胞活化，在有利于炎症的同时，还对AS斑块的消退及稳定有积极影响，这种抗炎方式正是目前以Rapamycin类衍生物为主流的第二代DES所不具备的。因此，以DAPT作为缓释药物通过Notch信号通路积极地调控炎症反应、抑制SMCs的增殖和迁移，与NO配合使用，可以实现协同抗炎抗增殖的效果。此外，NO还能起到抗凝、促进内皮细胞增殖和迁移，两者功能互补，更具有材料多样性。
需要说明的是，缓释药物通过载体进行装载后在血管支架外表面形成载药缓释涂层，因此，一些实施方式中，载药缓释涂层中用于装载药物的载体为可降解聚合物，该可降解聚合物包括但不限于聚三亚甲基碳酸酯、聚乳酸、聚己内酯、聚乙醇酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、乙交酯-丙交酯共聚物、乙交酯-己内酯共聚物、丙交酯-己内酯共聚物、聚乳酸-聚乙二醇共聚物、聚羟基丁酸脂、聚羟基戊酸脂、聚氨基酸类和聚酸酐类中的至少一种，优选地，所述可降解聚合物的分子量为5万～100万道尔顿。作为示例性地，一些实施方式中，可降解聚合物为PLGA，其具有良好的生物相容性、无毒和良好的成膜性能等优点，可实现免疫抑制剂的长期可控释放。
一些实施方式中，将载药缓释涂层的厚度控制在0.1nm～10000nm，优选5～200nm，更优选5～20nm，载药缓释涂层的厚度控制在合理的范围内，能有效改善病理微环境。
一些实施方式中，血管支架本体的材质包括但不限于不锈钢、钴及其合金、钛及其合金、铂及其合金、镁及其合金、铁及其合金和锌及其合金中的任意一种。这些材料既具有良好的生物相容性，又具有一定的强度和韧性，不容易发生开裂或破损的现象。
通过以上实施方式中的方案得到的血管支架，其外壁的载药缓释涂层和内壁的Cu螯合物能够实现长效、稳定、持续释放NO和药物(例如免疫抑制剂)，有效改善病理微环境，加速人体的血管修复。
本发明的一些实施方式还提供了一种上述实施方式中的双功能血管支架的制备方法，其包括：先在血管支架本体的内壁形成粘附层，并接枝含有伯氨基的铜螯合物，然后在血管支架本体的外壁形成载药缓释涂层；
或，先在血管支架本体的外壁形成载药缓释涂层，然后在血管支架本体的内壁形成粘附层，并接枝含有伯氨基的铜螯合物。
具体地，本发明的一些实施方式提供了一种双功能血管支架的制备方法，其具体包括：
S100、清洗血管支架本体。
具体地，分别使用丙酮、乙醇之类的有机和去离子水对血管支架本体进行超声清洗，然后干燥备用。
S200、在血管支架本体的内壁涂覆粘附层。
具体的，将S100中清洗后的血管支架本体置于含邻酚羟基的缓冲溶液中反应0.5～200小时以生成粘附层，其中反应时间具体可以是10～100小时，更具体地，可以是20～60小时；例如，可以是15小时、24h、30h、36h、50h或80h；而且本步骤中，反应温度也需要控制在1～60℃，具体地，可以是10～50℃，更具体地，可以是30～40℃。
缓冲溶液可以Tris-buffer(三羟甲基氨基甲烷)之类常见的缓冲体系，其pH一般在6～12之间，能为反应环境提供较为稳定的pH值，有利于形成粘附层。
此外，提供邻酚羟基的化合物可以是邻苯二酚及其衍生物、焦棓酸、表儿茶素、表儿茶素没食子酸酯、表没食子儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯、多巴胺、去甲肾上腺素、左旋多巴、右旋多巴、没食子酸及其衍生物、单宁酸、3,4二羟基苯基丙酸、3,4,5-三羟基苯甲酸、3,4-二羟基苯丙氨酸及其衍生物、2,3-二羟基苯丙氨酸及其衍生物、4,5-二羟基苯丙氨酸及其衍生物、二羟基肉桂酸酯类化合物、邻羟基苯甲酸酯类化合物、黄酮类化合物、羟基茋类化合物、邻多羟基香豆素类化合物、邻多羟基异香豆素类化合物、邻多羟基香豆酮类化合物、邻多羟基异香豆酮类化合物中的一种或多种，浓度一般为0.01～10mg/mL。
S300、在粘附层的表面接枝铜螯合物。
本步骤以配体为1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸的接枝有聚烯丙胺的铜螯合物为例，对该步骤进行详细说明。
具体地，往含有铜盐的DOTA溶液中加入聚烯丙胺溶液反应透析0.5～200小时以生成具有二次可接枝性的Cu-DOTA/PAA溶液；将S200中的血管支架本体置于上述Cu-DOTA/PAA溶液中反应0.5～200小时以实现Cu-DOTA/PAA与粘附层的原位再交联，DOTA分子中的十二元环形成的空腔大小与铜离子的大小十分契合，同时其杂环上的氮原子也容易与铜离子形成配位键，生成具有热力学稳定的配合物，同时Cu-DOTA/PAA分子具有反应活性的伯胺基官能团能够使其更容易且稳定地固定在粘附层。其中反应时间具体可以是10～100小时，更具体地，可以是20～60小时；例如，可以是15小时、24h、30h、36h、50h或80h；而且本步骤中，反应温度也需要控制在1～60℃，具体地，可以是10～50℃，更具体地，可以是30～40℃。
此外，本步骤中的铜盐一般为氯化铜、氯化亚铜、溴化铜、溴化亚铜、碘化铜、碘化亚铜、硫酸铜、硫酸亚铜、硝酸铜、碳酸铜、柠檬酸铜、酒石酸铜、丙酸铜、醋酸铜中的一种或多种，其浓度一般为0.02～20mg/mL。
本步骤中的伯胺基的化合物可以是包括聚烯丙胺、聚乙烯胺、多聚赖氨酸、聚乙二醇双(胺)、聚醚胺、聚酰胺、三聚氰胺、聚N-异丙基丙烯酰胺、壳聚糖及其衍生物中的一种或多种，浓度一般为0.01～10mg/mL。
在其它一些实施方式中，也可以枝接其它配体的铜螯合物，其操作步骤相比于上述过程，主要区别在于配体溶液的种类不同，本申请在此不再赘述。
需要说明的是，此时，在血管支架本体的内壁和外壁均形成粘附层固定接枝铜螯合物的涂层，后续外壁涂层通过载药缓释涂层进行覆盖。
S400、在S300中的血管支架本体的外壁喷涂外壁喷涂载药缓释溶液，以形成载药缓释涂层。
本步骤以缓释药物为免疫抑制剂N-[N-(3,5-双氟酚内氨酰)]-S-苯氨基乙酸t-丁基酯，作为载体的可降解聚合物为聚乳酸-羟基乙酸共聚物和有机溶剂为三氯甲烷为例，对该步骤进行详细说明。
具体地，按重量份，将50-99份的PLGA和1-50份的DAPT混合后，加入三氯甲烷充分搅拌1-200小时，形成免疫抑制剂浓度为0.1～50mg/mL溶液；将支架置于定制夹具上，利用超声雾化喷涂方法将溶液喷涂在支架本体的外壁表面；之后再进行干燥。其中喷涂循环次数可以是1-30个循环，挤出速率可以是0.001-0.5mL/min,前进速率可以是0.001-1cm/min。需要说明的是，定制夹具为能够对内壁进行覆盖的夹件。
一些实施方式中，有机溶剂包括以下物质当中的至少一种：乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、四氢呋喃、丙酮、乙醚或乙醇。
本步骤能仅在支架本体的外表面的喷涂药物溶液形成载药缓释涂层，该载药缓释涂层对血管支架本体外壁进行覆盖，与Cu螯合物配合使用能更有效地改善病理微环境，促进血管组织的修复。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种双功能血管支架，其制备方法如下：
S100、将不锈钢材料的血管支架本体依次用丙酮、乙醇、去离子水超声清洗50min，在氮气环境中吹干，得到洁净的不锈钢支架本体，以备使用。
S200、将S100中的血管支架本体放置于pH值为8.4的Tris-buffer缓冲体系中，然后向体系中加入多巴胺至浓度为1mg/mL，在37℃条件下反应24小时，形成粘附层。
S300、往含有Cu-DOTA溶液中加入PAA至浓度为3mg/mL，反应透析24小时以生成具有二次可接枝性的Cu-DOTA/PAA溶液；将S200中所得的样品用去离子水洗净吹干，置于含有Cu-DOTA/PAA溶液中，在24℃条件下反应24小时，使得Cu-DOTA/PAA枝接在粘附层表面。其中，Cu-DOTA溶液中，二水氯化铜的浓度为0.9mg/mL，DOTA的浓度为2.14mg/mL。
S400、配置DAPT浓度为0.6mg/mL，PLGA浓度为2mg/mL，溶剂为三氯甲烷的免疫抑制剂溶液。将S300所得的样品用去离子水洗净吹干，利用夹具保护样品内表面，通过超声雾化喷涂技术将免疫抑制剂喷涂至支架外表面，晾干后即得到血管支架。
本实施例的血管支架，其粘厚度为20nm；接枝的Cu-DOTA/PAA厚度为60nm，其中CuCl2·H2O与DOTA的摩尔比是1:1，Cu-DOTA与PAA的摩尔比是25:1；载药缓释涂层的厚度为8μm，喷涂循环次数为15个循环，挤出速率为0.075mL/min，前进速率为0.075cm/min。
实施例2
本实施例提供了一种双功能血管支架，其制备方法相比于实施例1，主要具有如下区别：
步骤S200中，向体系中加入多巴胺至浓度为1mg/mL，在37℃条件下反应48小时；步骤S400中，使用1mg/mL的雷帕霉素的二氯甲烷溶液作为免疫抑制剂溶液。
本实施例的血管支架，其粘附层的厚度为20nm、接枝的Cu-DOTA/PAA厚度为80nm，其中CuCl2·H2O与DOTA的摩尔比是1:1，Cu-DOTA与PAA的摩尔比是25:1；载药缓释涂层的厚度为10μm，喷涂循环次数为18个循环，挤出速率为0.05mL/min，前进速率为0.05cm/min。
实施例3
本实施例提供了一种双功能血管支架，其制备方法相比于实施例1，主要区别为：
步骤步骤S300中，加入1mg/mL的聚烯丙胺溶液，在37℃条件下反应12小时；步骤S400中，使用1.5mg/mL的匹伐他汀的四氢呋喃溶液作为免疫抑制剂溶液。
本实施例的血管支架，其粘附层的厚度为10nm、接枝的Cu-DOTA/PAA厚度为60nm，其中CuCl2·H2O与DOTA的摩尔比是1:1，Cu-DOTA与PAA的摩尔比是75:1；载药缓释涂层的厚度7μm，喷涂循环次数为12个循环，挤出速率为0.075mL/min，前进速率为0.05cm/min。
实施例4
本实施例提供了一种双功能血管支架，其制备方法相比于实施例1，主要区别如下：
步骤S200中，向体系中加入多巴胺至浓度为1.5mg/mL，在37℃条件下反应12小时；步骤S400中，使用2mg/mL的PTMC作为载药聚合物。
本实施例的血管支架，其粘附层的厚度为18nm、接枝的Cu-DOTA/PAA厚度为45nm，其中CuCl2·H2O与DOTA的摩尔比是1:1，Cu-DOTA与PAA的摩尔比是25:1；载药缓释涂层的厚度10μm，喷涂循环次数为12个循环，挤出速率为0.075mL/min，前进速率为0.05cm/min。
实施例5
本实施例提供了一种双功能血管支架，其制备方法相比于实施例1，主要区别为：
步骤S300中，加入3mg/mL的聚乙烯胺溶液，在37℃条件下反应36小时；步骤S500中，使用3mg/mL的聚乳酸作为药物载体配置2mg/mL的普伐他汀的三氯甲烷溶液作为免疫抑制剂溶液。
本实施例的血管支架，其粘附层的厚度为15nm、接枝的Cu-DOTA/PAA厚度为60nm，其中CuCl2·H2O与DOTA的摩尔比是1:1，Cu-DOTA与PAA的摩尔比是25:1；载药缓释涂层的厚度15μm，喷涂循环次数为18个循环，挤出速率为0.05mL/min，前进速率为0.05cm/min。
实施例6
本实施例提供了一种双功能血管支架，其制备方法相比于实施例1，主要区别有：
步骤S200中，向体系中加入多巴胺至浓度为2mg/mL，在24℃条件下反应24小时；步骤S300中，在37℃条件下反映过24小时。
本实施例的血管支架，其粘厚度为10nm；接枝的Cu-DOTA/PAA厚度为35nm，其中CuCl2·H2O与DOTA的摩尔比是1:1，Cu-DOTA与PAA的摩尔比是25:1；载药缓释涂层的厚度为8μm，喷涂循环次数为15个循环，挤出速率为0.075mL/min，前进速率为0.075cm/min。
对比例1
本对比例提供另一种血管支架，其制备方法如下：
S100、将不锈钢材料的支架本体分别用丙酮、乙醇、去离子水超声清洗50min，在氮气环境中吹干，得到洁净的不锈钢支架本体，以备使用。
S200、往含有Cu-DOTA溶液中加入PAA至浓度为3mg/mL，反应透析24小时以生成具有二次可接枝性的Cu-DOTA/PAA溶液；将S100中所得的样品用去离子水洗净吹干，置于含有Cu-DOTA/PAA溶液中，在24℃条件下反应24小时，使得Cu-DOTA/PAA枝接在粘附层表面，其中二水氯化铜的浓度为0.9mg/mL，DOTA的浓度为2.14mg/mL。
S300、配置DAPT浓度为0.6mg/mL，PLGA浓度为2mg/mL,溶剂为三氯甲烷的免疫抑制剂溶液。将S200所得的样品用去离子水洗净吹干，利用夹具保护样品内表面，通过超声雾化喷涂技术将免疫抑制剂喷涂至支架外表面，晾干后即得到血管支架。
本对比例的血管支架，其支架本体的内壁不含有粘附层，接枝的Cu-DOTA/PAA厚度为0nm，其中CuCl2·H2O与DOTA的摩尔比是1:1，Cu-DOTA与PAA的摩尔比是25:1；载药缓释涂层的厚度为8μm，喷涂循环次数为15个循环，挤出速率为0.075mL/min，前进速率为0.075cm/min。
对比例2
本对比例提供另一种血管支架，其制备方法相比于实施例1，不含有步骤S300。
本对比例的血管支架，其支架本体的内壁含有粘附层且表面并没有接枝Cu-DOTA/PAA。本对比例的血管支架，支架内壁仅有粘附层；载药缓释涂层的厚度为8μm，喷涂循环次数为15个循环，挤出速率为0.075mL/min，前进速率为0.075cm/min。
对比例3
本对比例提供另一种血管支架，其制备方法相比于实施例1，不含有步骤S400。
本实施例的血管支架，其粘厚度为20nm；接枝的Cu-DOTA/PAA厚度为60nm，其中CuCl2·H2O与DOTA的摩尔比是1:1，Cu-DOTA与PAA的摩尔比是25:1；支架外壁无载药缓释涂层的。
对比例4
本对比例提供另一种血管支架，其制备方法相比于实施例1，主要区别在于：
步骤S400中，使用雷帕霉素代替DAPT。
本实施例的血管支架，其粘厚度为20nm；接枝的Cu-DOTA/PAA厚度为60nm，其中CuCl2·H2O与DOTA的摩尔比是1:1，Cu-DOTA与PAA的摩尔比是25:1；载药缓释涂层的厚度为9μm，喷涂循环次数为15个循环，挤出速率为0.075mL/min，前进速率为0.075cm/min。
实验例
一、光谱测试
使用傅里叶红外光谱仪分别测试实施例1中的血管支架内外壁的红外光谱，结果如图1所示；图1中的横坐标为光波波长，单位为nm，纵坐标为反射比，单位为任意单位(arbitrary unit，a.u.)。上方的光谱曲线为实施例1中的血管支架外壁的红外光谱，下方的光谱曲线为实施例1中的血管支架内壁的红外光谱。
由图1可知，支架内壁覆盖有粘附层且成功接枝Cu-DOTTA/PAA，且在S400步骤中被成功保护；支架外壁成功喷涂DAPT载药缓释涂层。
二、形貌测试
使用扫描电子显微镜(scanning electron microscope，SEM)与激光共聚焦显微镜(confocal laser scanning microscope，CLSM)测试实施例2中的血管支架的内外壁的Cu元素分布情况与载药涂层覆盖情况，如图2和图3所示。其中，图2是内外壁的Cu元素mapping结果，图3是内外壁的荧光。
由图可知，实施例2中内壁Cu-DOTTA/PAA分子的成功接枝以及外壁载药缓释涂层的成功覆盖。
三、细胞试验
内皮细胞、平滑肌细胞以及巨噬细胞分别以2×104cells/cm2、2×104cells/cm2、5×104cells/cm2的细胞密度种植实施例1和对比例2、3的样品表面，细胞在样品表面分别培养24和72h后采用CCK-8试剂盒法对细胞增殖和活性情况进行检测分析。结果如图4，5，6所示，实施例1具有更好的促进内皮细胞增殖、抑制平滑肌细胞和巨噬细胞增殖的能力。同时提取巨噬细胞的上清液利用ELISA试剂检测盒对其抗炎性能进行检测，结果如图6所示，实施例1具有更好的抑制促炎因子IL-6与TNF-α分泌，促进抗炎因子IL-10分泌的能力。
通过对比实施例和对比例的血管支架可以发现，只有本申请实施例的血管支架能够达到比较好的治疗效果。
综上所述，该血管支架可实现能调控炎症反应，促进内皮细胞增殖，快速内皮化并具备抗血栓形成和稳定或逆转新生动脉粥样硬化的效果，可减少晚期支架血栓的发生。且该血管支架具有多功能性，适用性广的优点，其制备方法具有易操作，成本低等优点。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种双功能血管支架，其特征在于，其包括血管支架本体，所述血管支架本体的内壁设置有含有邻酚羟基的粘附层，所述粘附层接枝有含有伯氨基的铜螯合物，所述血管支架的外壁设置有载药缓释涂层，所述载药缓释涂层装载有缓释药物。
2.根据权利要求1所述的双功能血管支架，其特征在于，所述缓释药物为免疫抑制剂；
优选地，所述免疫抑制剂包括糖皮质激素类、微生物代谢产物、多克隆或单克隆抗淋巴细胞抗体、抗代谢物和烷化剂中的至少一种；
更优选地，所述免疫抑制剂包括西立伐他汀、洛伐他汀、辛伐他汀、普伐他汀、氟伐他汀、阿托伐他汀、瑞舒伐他汀、匹伐他汀、氨氯地平阿托伐他汀及其钙盐或钠盐药物、雷帕霉素、依维莫司、Biolimus A9、Zotarolimus、他克莫司、吡美莫司、紫杉醇、雌二醇、西洛他唑、噻氯吡啶、雷公藤内酯或地塞米松、非诺贝特、CD34、DAPT和CD40-TRAF6阻断剂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的双功能血管支架，其特征在于，所述铜螯合物的配体具有大环多胺的结构，且具有含氮杂环和多个羧基；
优选地，所述铜螯合物的配体选自1,4,7-三氮杂环壬烷羧酸或其衍生物、1,4,7,10-四氮杂环十二烷羧酸或其衍生物、1,4,8,11-四氮杂环十四烷羧酸或其衍生物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的双功能血管支架，其特征在于，所述粘附层由以下化合物中的至少一种形成：邻苯二酚及其衍生物、焦棓酸、表儿茶素、表儿茶素没食子酸酯、表没食子儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯、多巴胺、去甲肾上腺素、左旋多巴、右旋多巴、没食子酸及其衍生物、单宁酸、3,4二羟基苯基丙酸、3,4,5-三羟基苯甲酸、3,4-二羟基苯丙氨酸及其衍生物、2,3-二羟基苯丙氨酸及其衍生物、4,5-二羟基苯丙氨酸及其衍生物、二羟基肉桂酸酯类化合物、邻羟基苯甲酸酯类化合物、黄酮类化合物、羟基茋类化合物、邻多羟基香豆素类化合物、邻多羟基异香豆素类化合物、邻多羟基香豆酮类化合物或邻多羟基异香豆酮类化合物；
和/或，所述载药缓释涂层中用于装载药物的载体为可降解聚合物，优选地，所述可降解聚合物包括聚三亚甲基碳酸酯、聚乳酸、聚己内酯、聚乙醇酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、乙交酯-丙交酯共聚物、乙交酯-己内酯共聚物、丙交酯-己内酯共聚物、聚乳酸-聚乙二醇共聚物、聚羟基丁酸脂、聚羟基戊酸脂、聚氨基酸类和聚酸酐类中的至少一种，优选地，所述可降解聚合物的分子量为5万～100万道尔顿。
5.根据权利要求1～4任一项所述的双功能血管支架，其特征在于，所述载药缓释涂层的厚度为0.1nm～10000nm，优选5～200nm，更优选5～20nm；
和/或，所述粘附层的厚度为5nm～25nm，优选5nm～20nm，接枝在所述粘附层的表面的Cu螯合物的厚度为5～180nm，优选5～160nm，更优选60～100nm；
和/或，所述血管支架本体的材质为不锈钢、钴及其合金、钛及其合金、铂及其合金、镁及其合金、铁及其合金和锌及其合金中的任意一种。
6.一种如权利要求1～5任一项所述的双功能血管支架的制备方法，其特征在于，其包括：在所述血管支架本体的内壁形成所述粘附层，并接枝所述含有伯氨基的铜螯合物，然后在所述血管支架本体的外壁形成所述载药缓释涂层。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，将所述血管支架本体浸入含有邻酚羟基的缓冲溶液反应形成粘附层，再在形成所述粘附层的所述血管支架本体放入含有伯胺基的铜螯合物的溶液中，以在所述粘附层的表面固定接枝所述铜螯合物；随后向所述支架插入夹具以保护内壁涂层，仅在所述血管支架本体的外壁喷涂载药缓释溶液，以形成载药缓释涂层。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，反应形成所述粘附层的反应温度为1～60℃，反应时间0.5～200小时，所述含有邻酚羟基的缓冲溶液的pH为6.0～12.0。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述含有伯胺基的铜螯合物的溶液主要由以下步骤制备得到：在铜螯合物的溶液中加入伯胺基化合物进行反应透析，反应温度1～60℃；
和/或，所述伯胺基化合物包括聚烯丙胺、聚乙烯胺、多聚赖氨酸、聚乙二醇双胺、聚醚胺、聚酰胺、三聚氰胺、聚N-异丙基丙烯酰胺、壳聚糖及其衍生物中的至少一种；
和/或，铜螯合物和伯胺基化合物的摩尔比为0.01～100:1，优选为20～30:1，更优选为25:1；
和/或，形成所述铜螯合物的配体和铜盐的摩尔比为0.01～100:1，优选为1:1，所述铜盐括氯化铜、氯化亚铜、溴化铜、溴化亚铜、碘化铜、碘化亚铜、硫酸铜、硫酸亚铜、硝酸铜、碳酸铜、柠檬酸铜、酒石酸铜、丙酸铜和醋酸铜中的至少一种。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述血管支架本体的外壁形成所述载药缓释涂层的步骤包括：通过夹具对所述血管支架本体的内壁涂层进行覆盖保护，随后采用超声雾化喷涂技术仅在所述血管支架本体的外壁喷涂载药缓释溶液，以形成所述载药缓释涂层；
优选地，按重量份计，将50-99份的可降解聚合物和1-50份的药物混合后，加入有机溶剂形成载药缓释溶液；再利用超声雾化喷涂技术将所述载药缓释溶液喷涂在所述血管支架本体的外壁上，然后干燥；
优选地，所述有机溶剂包括以下物质当中的至少一种：乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、四氢呋喃、丙酮、乙醚或乙醇。
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